使用C語言實現(xiàn)動態(tài)數(shù)組Vector
1. 動態(tài)數(shù)組原理
定義一個結(jié)構(gòu)體類型,在結(jié)構(gòu)體中用指針指向一個在堆空間開辟的一塊內(nèi)存。

2. 編寫頭文件
在頭文件里定義Vector的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)操作,可以通過修改 “typedef char* Element;” 來修改存儲的數(shù)據(jù)的類型;
#ifndef VECTOR_H
#define VECTOR_H
// 數(shù)組默認容量設置為10
#define DEFAULT_CAPACITY 10
// 數(shù)組長度低于 HIGHT_SIZE 時,每次按照原長度翻倍擴容
// 數(shù)組長度高于 HIGHT_SIZE 時,擴充原容量的1/2
#define HIGHT_SIZE 1000
// 定義存儲的數(shù)據(jù)類型
typedef char* Element;
// 定義Vector的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
typedef struct vector_s {
Element *data; // 用于存儲數(shù)據(jù)的動態(tài)數(shù)組的指針
int size; // 數(shù)組長度
int capacity; // 容量
} Vector;
// 創(chuàng)建一個空的Vector
Vector* vector_create();
// 銷毀釋放Vector
void vector_destroy(Vector *v);
// 向動態(tài)數(shù)組的末尾新增一個元素
void vector_push_back(Vector *v, Element val);
// 向數(shù)組的前面插入一個元素
void vector_push_front(Vector *v, Element val);
// 將元素val添加到索引為idx的位置,idx后面的元素依次后移
void vector_insert(Vector *v, int idx, Element val);
// 給Vector的動態(tài)數(shù)組擴容
static void vector_rsize(Vector *v);
// 將數(shù)組的元素從指定下標位置依次向后挪動
static void move_data(Vector *v, int idx);
#endif3. 具體實現(xiàn)
1. 創(chuàng)建一個空的Vector
Vector* vector_create() {
Vector *v = (Vector*)calloc(1, sizeof(Vector));
if (v == NULL) {
puts("error:創(chuàng)建一個空的Vector時分配內(nèi)存失敗");
exit(-1);
}
// 給Vector的成員變量賦值
v->data = c1alloc(DEFAULT_CAPACITY, sizeof(Element));
if (v->data == NULL) {
puts("error:創(chuàng)建一個空的Vector時分配內(nèi)存失敗");
free(v); // 因為下面一行是直接退出程序,free(v)意義不大,但最好還是寫上,養(yǎng)成習慣
exit(-1);
}
v->capacity = DEFAULT_CAPACITY;
return v;
}
2. 銷毀釋放Vector
void vector_destroy(Vector *v) {
if (v == NULL) { // Vector不能是NULL
return;
}
free(v->data);
free(v);
}
3. 向動態(tài)數(shù)組的末尾新增一個元素
void vector_push_back(Vector *v, Element val) {
if (v == NULL) { // Vector不能是NULL
return;
}
if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,擴容
vector_rsize(v);
}
v->data[v->size] = val;
v->size++;
}
4. 向數(shù)組的前面插入一個元素
void vector_push_front(Vector *v, Element val) {
if (v == NULL) { // Vector不能是NULL
return;
}
if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,擴容
vector_rsize(v);
}
// 從下標0向后移動并在0下標位置賦值
move_data(v, 0);
v->data[0] = val;
v->size++;
}
5. 將元素val添加到索引為idx的位置,idx后面的元素依次后移
void vector_insert(Vector *v, int idx, Element val) {
if (v == NULL || idx < 0 || idx > v->size) { // Vector不能是NULL,索引位置不能為負且不能越界
return;
}
if (v->size == v->capacity) { // 容量不足,擴容
vector_rsize(v);
}
move_data(v, idx);
v->data[idx] = val;
v->size++;
}
6. 給Vector的動態(tài)數(shù)組擴容
tips:此函數(shù)以下幾點需要注意
- 算術(shù)運算‘+’的優(yōu)先級比位運算符‘>>’高,要用括號括起來;
- 用realloc擴容,不能用calloc和malloc來擴大容量,數(shù)據(jù)會丟失;
- 擴容的時候要注意是給Vector的data數(shù)組擴容,即v->data;
- 只有calloc會默認自動賦初值,malloc和realloc都不會默認賦初值,記得給擴容部分附上初始值;
static void vector_rsize(Vector *v) {
int old_capacity = v->capacity;
// tips:算術(shù)運算‘+'的優(yōu)先級比位運算符‘>>'高,要用括號括起來
int new_capacity = v->size < HIGHT_SIZE ? old_capacity << 1 : old_capacity + (old_capacity >> 1);
// tips:用realloc擴容,不能用calloc和malloc,數(shù)據(jù)會丟失!
// tips:擴容的是v->data,而不是v
Element *temp = realloc(v->data, new_capacity * sizeof(Element));
if (temp == NULL) {
puts("error:給Vector的動態(tài)數(shù)組擴容失敗");
exit(-1);
}
// tips:v->data擴容部分附上初值
memset(v->data + v->size, 0, (v->capacity - v->size) * sizeof(Element));
v->data = temp;
v->capacity = new_capacity;
}
7. 將數(shù)組的元素從指定下標 idx 位置依次向后挪動1個位置
static void move_data(Vector *v, int idx) {
for (int i = v->size - 1; i >= idx; i--) {
v->data[i+1] = v->data[i];
}
v->data[idx] = 0;
}到此這篇關(guān)于使用C語言實現(xiàn)動態(tài)數(shù)組Vector的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言動態(tài)數(shù)組內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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